3.4.2沉淀溶解平衡的应用 同步巩固练 2024-2025学年化学人教版(2019) 选择性必修第一册

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名称 3.4.2沉淀溶解平衡的应用 同步巩固练 2024-2025学年化学人教版(2019) 选择性必修第一册
格式 docx
文件大小 627.7KB
资源类型 试卷
版本资源 人教版(2019)
科目 化学
更新时间 2025-03-27 16:06:39

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3.4.2沉淀溶解平衡的应用 同步巩固练
2024-2025学年化学人教版(2019) 必修第一册
一、单选题
1.常温下,,常温下在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示。下列说法正确的是
A.加入可使溶液由a点变到b点
B.b点将有沉淀生成,平衡后溶液中一定等于
C.a点对应的等于c点对应的
D.d点溶液通过蒸发可以变到c点
2.化工生产中常用MnS作为沉淀剂除去工业废水中的Cu2+:,下列说法正确的是
A.相同温度时,MnS的比CuS的小
B.该反应达到平衡时
C.设该反应的平衡常数为K,则
D.向平衡体系中加入少量固体后,减小,增大
3.常温下,某小组同学用如下实验探究的沉淀溶解平衡
实验装置
实验序号 Ⅰ Ⅱ
传感器种类 导电率传感器 pH传感器
实验操作 向蒸馏水中加入足量的粉末,一段时间后再加蒸馏水 向滴有酚酞的蒸馏水中加入粉末,隔一段时间后,再向所得悬浊液中加入一定量稀硫酸
实验数据
已知:酚酞的变色范围:pH<8.2无色;8.2≤pH≤10.0粉红色;pH>10红色
下列说法不正确的是
A.图1中a点导电率不为0的原因是:
B.图1中d点小于
C.实验Ⅱ中,溶液颜色先变红,后变为无色,最后溶液呈粉红色
D.实验Ⅱ中:加入的物质的量小于加入硫酸的物质的量
4.工业上利用锰矿(主要成分为,含、、、、、等杂质)制备金属锰的工艺流程如图所示。下列说法错误的是
开始沉淀pH 1.9 4.2 6.5
沉淀完全pH 3.2 6.7 8.5
已知:“脱硫”环节是在催化剂作用下将金属硫化物转化为氢氧化物。
A.“脱硫”过程中的反应为:
B.X为,滤渣Y的主要成分为
C.“除杂”工序是利用物质溶度积差异除去溶液中的和
D.“电解”所得阳极产物有两种,均可在流程中循环利用
5.纯净的氯化钠是不潮解的,但粗盐很容易潮解,这主要是因为其中含有杂质MgCl2的缘故。为得到纯净的氯化钠,有人设计了一个实验:把买来的粗盐放入纯氯化钠饱和溶液一段时间,过滤,洗涤,可得纯净的氯化钠晶体。则下列说法正确的是
A.设计实验的根据是NaCl的溶解平衡
B.设计实验的根据是MgCl2比NaCl易溶于水
C.在整个过程中NaCl饱和溶液浓度会变大(温度不变)
D.粗盐的晶粒大一些有利于提纯
6.工业上向锅炉里注入Na2CO3溶液浸泡,将水垢中的CaSO4转化为CaCO3,而后用盐酸去除。下列叙述不正确的是
A.温度升高,Na2CO3溶液的Kw和c(OH-)均会增大
B.沉淀转化的离子方程式为CO(aq)+CaSO4(s) CaCO3(s)+SO(aq)
C.盐酸溶液中,CaCO3的溶解性大于CaSO4
D.Na2CO3溶液遇CO2后,阴离子浓度均减小
7.为了除去氯化镁酸性溶液中的Fe3+离子,可在加热搅拌下加入一种试剂,这种试剂是( )
A.氢氧化镁 B.氢氧化钠 C.碳酸钠 D.氨水
8.工业废水中含有的Cr2O72-和CrO42-会对水体产生很大的危害,因此这种工业废水必须净化处理。一种处理含铬废水的工艺流程如下:
CrO42—Cr2O72- Cr3+ Cr(OH)3↓
①中反应为2 CrO42-(黄色)+2H+ Cr2O72-(橙色)+H2O。
下列说法正确的是
A.①中,酸化后废水黄色变浅
B.②中,反应的氧化剂与还原剂的物质的量之比为3︰1
C.③中,所得沉淀Cr(OH)3中含有Fe(OH)3
D.①中,所加酸可以是盐酸
9.能正确解释下列反应原理,并且书写的离子方程式正确的是(  )
A.用明矾作净水剂:Al3++3H2O=Al(OH)3↓+3H+
B.用小苏打治疗胃酸过多:CO32-+2H+=CO2↑+H2O
C.电解MgCl2饱和溶液制取Mg:MgCl2Mg+Cl2↑
D.用碳酸钠溶液浸泡锅炉水垢:CaSO4+CO32-=CaCO3+SO42-
10.下列化学方程式或离子方程式书写正确的是
A.饱和溶液与固体反应:
B.碱性条件下燃料电池的负极反应:
C.水解反应的离子方程式:
D.碱性溶液与反应:
11.可溶性钡盐有毒,医院中常用硫酸钡作为内服造影剂。已知:、,在饱和的BaSO4溶液中,下列说法错误的是
A.BaSO4的溶解方程式为:
B.向饱和的BaSO4溶液中加入固体BaSO4,不变
C.不用碳酸钡作为内服造影剂,是因为
D.向BaCO3、BaSO4的饱和混合溶液中加入少量BaCl2,溶液中不变
12.实验室利用钴渣[含Co(OH)3、Fe(OH)3等]制备Co3O4的工艺流程如图所示:
已知:,
下列说法正确的是
A.“溶解还原”过程中消耗的Na2SO3与生成Co2+的物质的量之比为1∶2
B.“纯化处理”时需将溶液调至强碱性,确保将铁元素完全除去
C.“沉钴”时,不用Na2C2O4溶液是为了防止溶液碱性太强而生成Co(OH)2沉淀
D.在空气中煅烧时,每生成1 mol Co3O4转移2 mol e-
13.已知(白色固体)和(黑色固体)均难溶于水,实验室通常用溶液作指示剂,利用标准溶液测定待测液的浓度。时,的沉淀溶解平衡曲线如图所示[图中,表示或]。
下列说法错误的是
A.溶液中:
B.曲线①表示的是
C.点所示的体系中,可以通过产生沉淀移动到点和点
D.滴定时,若产生黑色沉淀立即读数,导致测得的溶液浓度偏小
14.一种烟气脱硫及去除水中的工艺流程如下图所示。室温下以的溶液吸收,通入所引起的溶液体积变化和水的挥发可忽略,溶液中含硫物种的浓度。室温下,已知,的电离常数分别为、。下列说法正确的是
A.溶液显碱性的原因:,
B.吸收所得的溶液中:
C.恰好转化为的溶液中:
D.“除铜”得到的上层清液中:
15.工业废水处理过程中,以为沉淀剂,使废水中某些金属离子如、等,生成极难溶的、等沉淀而除去,下列说法正确的是
A.、属于非电解质
B.溶液中,
C.根据反应,可得酸性:
D.已知:反应①、反应②,则反应①与反应②为可逆反应
二、填空题
16.沉淀的生成及转化在实际生产中有重要作用。部分难溶电解质的溶度积见下表(均为数据,单位省略)。
约为 约为 约为 约为
利用作为沉淀剂除去某工业废水中的部分流程如图所示。
(1)结合化学用语,从平衡移动角度解释可用除去的原因: 。
(2)可使(1)中平衡发生移动所需的最小浓度 。
(3)处理含浓度为的该废水至合格(浓度小于)最少所需的质量是 mg。
(4)已知,。现将浓度为溶液与溶液等体积混合,则生成沉淀所需溶液的最小浓度为 。
参考答案
1.C
A.从a点到b点,c(Ca2+)不变,增大,加入,增大硫酸根离子浓度,使CaSO4的溶解平衡逆向移动,c(Ca2+)降低,故A不选;
B.b点溶液中c(Ca2+)>,有沉淀生成,b点溶液中c(Ca2+)≠,所以平衡后溶液中不等于,故B不选;
C.只和温度有关,所以a点对应的等于c点对应的,故C选;
D.d点溶液蒸发,c(Ca2+)和同时增大,不能变到c点,故D不选;
故选C。
2.C
A.难溶物发生转化时,通常生成物的溶度积比反应物小,所以相同温度时,MnS的比CuS的大,A不正确;
B.该反应达到平衡时>1,则,B不正确;
C.设该反应的平衡常数为K,K=,则,C正确;
D.向平衡体系中加入少量固体后,溶液中增大,平衡正向移动,则增大,D不正确;
故选C。
3.D
A.H2O是弱电解质,能发生微弱的电离,电离方程式为H2O H++OH-,因此a点电导率不等于0,选项A正确;
B.cd段再加入少量蒸馏水,Mg2+和OH-浓度减小,使得d点小于,选项B正确;
C.由图像可知,AB段pH不断增大,氢氧化镁不断溶解,BC段pH不变,存在平衡,此时溶液pH>10,因此实验②中溶液变红,CD段加入稀硫酸,消耗氢氧化镁,pH减小,稀硫酸消耗完,氢氧化镁继续溶解,pH增大,最终溶液的pH值范围为9D.a点时加入的Mg(OH)2使溶液pH变化到了b点,c点时加入硫酸与氢氧化镁反应,使得溶液的pH变化到了d点,若Mg(OH)2与硫酸恰好完全反应生成硫酸镁,溶液会因Mg2+水解而呈酸性,但d点溶液的pH约为10,显碱性,说明加入的稀硫酸的物质的量小于Mg(OH)2,选项D不正确;
答案选D。
4.A
锰矿(主要成分为,杂质为、、MnS、FeS、CuS、NiS)在催化剂条件下与氢氧化钠、空气反应生成硫单质、硅酸钠和金属氢氧化物,过滤,向滤渣中加入硫酸进行酸浸,生成硫酸盐,过滤,滤渣1为硫和硫酸钙,向滤液中加入MnO调节pH=4从而沉淀铁离子,过滤,向滤液中加入MnS沉淀铜和镍元素后再过滤得到主要含有MnSO4的溶液,将该溶液电解得到金属锰,据此结合混合物分离提纯原理分析解答。
A.“脱硫”过程中FeS被氧气氧化在碱性条件下生成硫单质与氢氧化铁, ,A错误;
B.脱硫过程二氧化硅与氢氧化钠溶液发生反应转化为硅酸钠,硅酸钠与硫酸反应会生成硅酸,滤渣X中还含有硫酸钙;酸浸时铁转化为硫酸铁,过滤后,在滤液中加MnO调节pH值使铁转化为,B正确;
C.难溶沉淀会向更难溶沉淀转化,“除杂”过程中加入MnS的目的是为了使Ni2+与Cu2+转化为NiS和CuS,利用了物质溶度积差异,C正确;
D.惰性电极“电解”MnSO4,会产生氧气和硫酸,这些所得阳极产物均可循环利用,D正确;
故选:A。
5.A
A.在饱和NaCl溶液中,NaCl固体的溶解处于平衡状态,溶解和析出同时存在,NaCl溶解的量不会再增加,但对于MgCl2并未达到饱和,因此最后的固体中只会存在NaCl,故A正确;
B.设计实验的根据是NaCl固体在NaCl饱和溶液中的溶解不再增加,而MgCl2在NaCl饱和溶液中溶解未达到饱和,因此MgCl2溶解只剩下纯净的NaCl,故B错误;
C.NaCl溶液已达到饱和,温度不变浓度不可能变大,故C错误;
D.NaCl固体在NaCl饱和溶液中的溶解是一种动态平衡,食盐颗粒小一些能加快溶解和析出的速率,有利于提纯,故D错误;
故答案为A。
6.D
A.温度升高,Kw增大,温度升高促进碳酸钠溶液水解,c(OH-)增大,A正确;
B.加入碳酸钠溶液,把硫酸钙转化为碳酸钙:CO(aq)+CaSO4(s)CaCO3(s)+SO(aq),B正确;
C.因为碳酸钙与盐酸反应,而硫酸钙不与盐酸反应,所以在盐酸溶液中碳酸钙的溶解性大于硫酸钙,C正确;
D.根据CO+CO2+H2O=2HCO知,阴离子HCO的浓度增大,D错误;
故选D。
7.A
Fe3+易水解生成氢氧化铁沉淀,所加入物质起到调节溶液pH的作用,但不能引入新的杂质,以此解答。
加入氨水、氢氧化钠、碳酸钠等物质,虽可起到调节溶液pH的作用,但引入新的杂质,不符合除杂的原则,Fe3+易水解生成氢氧化铁沉淀,可加入碳酸镁、氧化镁或氢氧化镁等物质,调节溶液的pH且不引入新的杂质,故选A。
8.C
A.酸化后,2CrO42-(黄色)+2H+ Cr2O72-(橙色)+H2O正向移动,橙色加深,无法看出黄色变浅,故A错误;
B.②中Cr元素的化合价降低,Fe元素的化合价升高,由电子守恒可知氧化剂与还原剂的物质的量之比为=1:6,故B错误;
C.②中反应生成Fe3+、Cr3+,均与碱反应,则③中所得沉淀Cr(OH)3中含有Fe(OH)3,故C正确;
D.Cr2O72-可与盐酸发生氧化还原反应,应加硫酸酸化,故D错误;
故选:C。
盐酸为还原性酸,在酸化一些具有强氧化性的离子时一般不选用盐酸,会生成氯气。
9.D
A. 应生成Al(OH)3胶体,且不能写等号,应写可逆号,A项错误;
B. 小苏打为NaHCO3,在离子方程式中HCO3-不能拆开,B项错误;
C. 电解饱和MgCl2溶液得到氢氧化镁沉淀,C项错误;
D. 用碳酸钠溶液浸泡锅炉水垢,硫酸钙转化为碳酸钙,正确的离子方程式为:CaSO4+CO32-= CaCO3+SO42-,D项正确;
答案选D。
10.A
A.饱和溶液与固体反应,发生沉淀的转化:,A正确;
B.碱性条件下燃料电池的负极反应:,B错误;
C.水解反应的离子方程式:,C错误;
D.碱性溶液与反应:,D错误;
故选A。
11.C
A.BaSO4的饱和溶液中存在平衡:,A正确;
B.向饱和的BaSO4溶液即浓度最大值,加入固体BaSO4,不变,B正确;
C.胃液中含有盐酸,不用碳酸钡作为内服造影剂的原因是:碳酸钡能和盐酸反应而溶解,和溶度积常数无关,C错误;
D.BaCO3、BaSO4的饱和混合溶液中存在平衡:,溶液中,少量BaCl2,温度不变,和不变,不变,D正确;
故选C。
12.C
由流程图可知,Co(OH)3,加硫酸溶解后为铁离子、钴离子,再与亚硫酸钠发生氧化还原反应生成亚铁离子和Co2+,加入氯酸钠纯化处理将铁元素转化为为铁渣,加草酸铵沉钴得到草酸钴,高温焙烧得到四氧化三钴,据此回答。
A.溶解还原过程中三价铁离子和三价钴离子均被亚硫酸钠还原为+2价,2Co(OH)3+4H++═2Co2+++5H2O、2Fe(OH)3+4H++═2Fe 2+++5H2O,所以消耗的Na2SO3与生成Co2+的物质的量之比大于1∶2,A错误;
B.“纯化处理”时若将溶液调至强碱性,铁元素完全除去同时钴元素生成Co(OH)2沉淀降低产品的产率,B错误;
C.由于Na2C2O4溶液呈碱性,且碱性强于溶液,故“沉钴”时,若用溶液代替溶液,则可能由于溶液碱性太强而生成Co(OH)2沉淀引入杂质,C正确;
D.空气中煅烧发生反应为,每生成1 mol Co3O4转移4mol e-,D错误;
故答案为:C。
13.C
实验室通常用FeSO4溶液作指示剂,利用Na2S标准溶液测定ZnSO4待测液的浓度,说明ZnS的溶解度小于FeS,b的Ksp=10-10×10-13.8=10-23.8,a的Ksp=10-10×10-7.2=10-17.2,由于KspZnS<KspFeS,则曲线②表示的是FeS,曲线①表示的是ZnS,据此回答。
A.在Na2S溶液中存在物料守恒,A正确;
B.根据分析可知,曲线②表示的是FeS,曲线①表示的是ZnS,B正确;
C.c点所示的体系中,产生沉淀硫离子浓度也会减小,不会移动到a点和b点,C错误;
D.滴定时,若产生黑色沉淀立即读数,Na2S标准溶液偏小,导致测得的ZnSO4溶液浓度偏小,D正确;
故选C。
14.B
A.S2-的水解分步进行,以第一步水解为主,离子方程式为:,故A错误;
B.室温下以0.1mol·L-1NaOH溶液吸收H2S,吸收所得,即,此时加入的NaOH的物质的量等于H2S的物质的量,溶质全为NaHS, Ka2=1.1×10-12,HS-的水解平衡常数Kh==1.1×10-7,即HS-的水解程度大于电离程度,,故B正确;
C.NaOH恰好转化为Na2S的溶液中存在守恒,电荷守恒,综合得,故C错误;
D.“除铜”得到的上层清液中若,即,此时还有沉淀生成,不符合题意,故D错误;
答案选B。
15.B
A.、属于盐类,都是非电解质,故A错误;
B.溶液中物料守恒的等式为,c(Na+)=0.2mol/L,故,故有c(Na+)-,故,故B正确;
C.反应能发生是因为CuS不溶于硫酸,而酸性:,故C错误;
D.反应①和反应②的条件不同,故不是可逆反应,故D错误;
答案选B;
16.(1)由于,加入Pb2+时发生反应:,c(S2-)减小,使平衡右移,FeS溶解,转化为沉淀
(2)10-19
(3)0.88
(4)
(1)由于,加入Pb2+时发生反应:,c(S2-)减小,使平衡右移,FeS溶解,转化为沉淀。
(2)由可知,FeS的饱和溶液中c(S2-)==10-9mol/L,若S2-和Pb2+结合成PbS沉淀,则所需c(Pb2+)最小浓度为=10-19mol/L。
(3)根据沉淀转化反应,含浓度为的该废水至合格,即浓度小于,所需的质量。
(4)将浓度为溶液与溶液等体积混合,则c()=10-4mol/L,根据可知,生成沉淀时等体积混合的溶液中Ba2+的最小浓度为,则所需溶液的最小浓度为=mol/L。
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